1.4. Офсетні формні пластини

Для виготовлення ФОПД використовуються алюміній, магнієвий сплав алюмінію, вуглецева та нержавіюча сталі. Показники міцності цих металів наведено в табл. І. І.

Із механічних властивостей металів, найбільш відповідальних за екс­плуатаційну надійність у процесі друкування, можна виділити міцність, пластичність, опір утомлюваності та зносостійкість. Міцність металу ха­рактеризується максимальним умовним напруженням, яке витримує ме­тал при розтягу до руйнування; пластичність визначається як відносне видовження при розтягу. Опір утомлюваності характеризується макси­мальним напруженням, яке витримує матеріал, не руйнуючись при по­вторно-змінних навантаженнях. Зносостійкість металу може оцінювати­ся за об'ємом зішліфованого металу з урахуванням умов витирання. В табл. 1.1 значення зносостійкості сталі та сплаву алюмінію наведено відносно зносостійкості чистого алюмінію.

Крім названих металів, при виготовленні офсетних форм використо­вуються мідь, нікель і хром у вигляді електролітичних осадів завтовшки 1...8мкм.

Поверхня офсетних формних пластин мас відповідати таким вимо­гам: бути дуже твердою та зносостійкою для забезпечення тиражостінкості пробільних елементів форми; мати певну мікрогеометрію, шорсткість для забезпечення високої адгезії друкуючих елементів форми; добре змо­чуватися копіювальним шаром для забезпечення високої адгезії між ша­ром і поверхнею пластини.

Форми, в яких друкуючі елементи створюються на міді, а пробільні на якому-небудь іншому металі (хромі, нікелі, алюмінії, нержавіючій сталі), традиційно називаються біметалевими.

Таблиця 1.1. Показники міцності металів, що застосовуються як основа офсетних форм

На вітчизняних поліграфічних підприємствах до появи попередньо сен­сибілізованих пластин використовувалися шість різних варіантів конст­рукцій металевих форм. На основу (вуглецеву сталь, алюміній) наносили гальванопокриття: спочатку нікелю (4 мкм), потім міді (10 мкм), хрому (1 мкм) або нікелю (4 мкм). Здобуті поліметалеві пластини служили осно­вою при виготовленні біметалевих друкарських форм способом хімічно­го або електрохімічного (анодного) травлення верхнього покриття на друкуючих елементах до шару міді.

Таким чином, за конструкцією поліметалевих пластин, які застосову­валися для нанесення копіювального шару, до останнього часу існували такі варіанти їх виготовлення:

1. вуглецева сталь — (нікель) — мідь — хром;

2. вуглецева сталь — (нікель) — мідь — нікель;

3. алюміній — (нікель) — мідь — хром;

4. алюміній — (нікель) — мідь — нікель;

5. алюміній — (нікель) — мідь;

6. нержавіюча сталь — (нікель) — мідь.

У дужках зазначено гальванічне покриття нікелю, яке називається підшаром і наноситься для поліпшення зчеплення міді з вуглецевою стал­лю та алюмінієм. Крім підшару нікелю, на поверхню алюмінію наносить­ся ще один підшар — хімічно осадженого цинку, який сприяє міцному його зчепленню з наступним гальванічним покриттям.

До початку 90-х років у колишньому СРСР у формних процесах вико­ристовувалися в основному офсетні форми на біметалевих попередньо сенсибілізованих пластинах. Процес виробництва цього типу пластин був досить складним. Нарощування гальванічним способом на стальну ос­нову шарів міді та хрому, які в процесі виготовлення форм ставали відпо­відно друкуючими і пробільними елементами, необхідно було контролю­вати особливо ретельно. Будь-яка похибка могла призвести до явного браку, який міг визначитися лише на стадії виготовлення форм або навіть друкування. Неякісне декопіювання сталевої основи могло призвести до відшарування від неї робочих шарів хрому та міді. Порушення в рецептурі електролітів або режимів подачі електричного струму могли призвести до такого дефекту, як м'який або пористий хром, що в подальшому впливало на стійкість пробільних елементів друкарської форми. Склад і рівномірність нанесення світлочутливого шару також невпинно слід контролювати.

Процеси виготовлення форм на цих пластинах були не менш склад­ними. Задублювання та травлення потребували точного співвідношення робочих розчинів і підтримання постійних концентрацій основних речо­вин, щоденного коригування.

Проте всі ці складнощі та незручності, значна матеріале- та енер-гомісткість були виправдані лише однією обставиною. Тиражостійкість форм, виготовлених на біметалевих пластинах, перевищувала 1 млн. відбитків. Тиражі тодішніх центральних газет і журналів, книг і брошур непорівнянні з теперішніми.

Проте навіть у ті роки друкарні оперативної поліграфії, оснащені ма­лоформатними офсетними друкарськими машинами, мали достатній

досвід у роботі на монометалі. Лиственицький монометал важко назвати монометалом у сучасному розумінні цього терміна. Чеський «Rominal» вважався панацеєю від усіх бід. Технологічні інструкції про процеси оф­сетного друку донині базуються на процесах виготовлення форм на цих пластинах, хоча якісний високолініатурний кольоровий друк під час ро­боти з ними недоступний.

В Україні досі немає свого виробництва попередньо сенсибілізованих офсетних пластин, але ведуться роботи щодо його створення. У зв'язку з цим поліграфічні підприємства можуть скористатися пропозиціями різних фірм-виробників попередньо сенсибілізованих пластин, асортимент яких на світовому ринку постійно збільшується. Понад 50 фірм світу виготовля­ють сьогодні попередньо сенсибілізовані пластини негативного та позитив­ного копіювання, моно- та поліметалеві завтовшки 0,1...0,5 мм, форматом від 370x450 до 1420x1680 мм для друкування малих, середніх і великих ти­ражів на паперовій, плівковій та металевій основах.

Нині на ринках країн СНД активно працюють такі виробники плас­тин, як «Agfa», «Рolychrome», «Du Pont», «Lastra», «Pluri Metal», «Horsell» та ін. Усі вони працюють через вузьке коло дилерів та дистриб'юторів, які здійснюють поставки від фірм-виробників на різних умовах — згідно з довгостроковими угодами з великими друкарнями або дрібними парті­ями зі складу.

Усі провідні фірми-виробники мають у своєму асортименті декілька різних типів пластин, що різняться за призначенням, типом копіювання (позитивні чи негативні), тиражостійкістю (пробний і малотиражний друк, для високотиражних робіт), способом експонування (традиційний в уль­трафіолетових променях, проекційний, лазером за технологією «computer-tо-рlatе» та іншими характеристиками).

Ми зосередимо свою увагу на пластинах, які найчастіше зустрічаються на нашому поліграфічному ринку. Кожна з фірм-виробників представле­на у нас одною-двома марками офсетних пластин, які є найуніверсальнішими. Як правило, це пластини позитивного копіювання, що експону­ються в ультрафіолетовому (УФ) випромінюванні з довжиною хвилі 400...430 нм, з електрохімічним зернінням поверхні алюмінію. Вони можуть використовуватися як на аркушевих, так і на рулонних маши­нах, їхня тиражостійкість лежить у межах 100 ... 200 тис. фарбовідбитків. Вартість цих матеріалів практично однакова. До них можна віднести такі найвідоміші марки: «Оzasol Р5S (Аgfа)», «Virage (Роlуchromе)», «Spartan (Du Роnt)», «Libra Gold (Ноrsell)», «Futura Оrо (Lastrа)», «Місropos (Рluri Меtаl)».

Декілька слів про виготовлення пластин. Перш за все слід відзначити високі вимоги, які ставляться до алюмінію. Кількість домішок інших ме­талів не повинна перевищувати 0,5 %, особливі вимоги — до твердості та опору на розрив. Нерівності поверхні не повинні перевищувати 3 мкм. Алюмінієве полотно, розмотуване з ролів масою в кілька тонн, залежно від його ширини проходить декілька стадій. Початково воно очищується в лужному середовищі. Потім надходить у ванни, де відбувається елект­рохімічне зерніння поверхні.

Раніше при виробництві офсетних пластин зерніння проводили меха­нічним способом. Зараз практично відмовились від цього способу зерніння (одними із винятків є пластини «SPLХ4» фірми «Рlurі Меtаl»), оскільки він не дає потрібної рівномірності. Також завжди треба було пам'ятати про напрямки руху щіток, що впливало на поведінку зволожувального розчину на пластині при друкуванні.

Для чого ж необхідне зерніння? Поверхня алюмінію, що проходить обробку зернінням, може вбирати кількість води в декілька десятків разів більше, ніж гладка поверхня. Висока капілярність поверхні необхідна для досягнення потрібного балансу фарба—зволожувальний розчин при оф­сетному способі друкування. Для рулонних друкарських машин, що пра­цюють на високих швидкостях, потрібна буде більш розвинута поверхня формного матеріалу, ніж при роботі на аркушевих машинах. Пластини з вищим ступенем зернистості найпридатніші для роботи в регіонах, де спо­стерігаються значні коливання температур. Також ступінь зернистості впливає на роздільну здатність форм.

Електрохімічне зерніння проводиться в кислоті, як правило, азотній або соляній (залежно від необхідного ступеня розвитку поверхні). Зна­чення напруги електричного струму, що проходить через кислоту, сягає декілька десятків тисяч вольтів. Зокрема, пластини «Оzasol Р5S» зернять­ся в азотній кислоті і різняться більш розвинутою дрібнопористою струк­турою поверхні алюмінію, на відміну від пластин Р51 цього самого ви­робника, оброблення яких відбувається в соляній кислоті. Поверхня Р51 має більшу структуру.

Офсетні формні пластини фірми «Аgfа». Одними з найпопулярніших виробників монометалевих офсетних пластин професіонали вважають підприємства «Каllе-Аlbert», що належали донедавна німецькому хіміко-фармакологічному концерну «Hoechst» (м. Вісбаден).

Тут уперше (ще в 1946 р.) були розроблені попередньо сенсибілізовані пластини марки «Оzasol» негативного і позитивного копіюваннь. Техно­логічні розробки, виконані півстоліття тому у Вісбадені, ще й сьогодні не втратили своєї наукової та практичної цінності. Концерн «Ноеchst» — відомий виробник хімікатів і різноманітних плівкових матеріалів, зокре­ма для сухої кольоропроби.

Промислове виготовлення пластин «Оzasol» є підсумком тривалих досліджень у галузі оброблення поверхні алюмінію, а також наукових пошуків на теренах фотохімії і технології. Багаторічна праця фахівців дала прекрасний результат — пластини виявилися простими і надійними у використанні. Вони забезпечують високу якість друкарської продукції.*

Всесвітньо відома фірма «Аgfа» завжди інвестувала великі кошти як у розробки досконалої технології, так і в розширення свого бізнесу. Важли­вим фактором, що вплинув на подальший розвиток і розширення ринку формних пластин «Оzasol», стало придбання в 1995 р. бельгійською кор­порацією «Аgfа-Gevaert N. V.» у концерну «Ноеchst» права на виробниц­тво пластин. У 1997 р. фірма «Аgfа» придбала аналогічні права у ком­панії «Du Pont». У результаті корпорація «Аgfа-Gevaert» стала основним виробником офсетних пластин у західній півкулі.

Право продажу офсетних пластин «Оzasol» на ринку нашої країни з 1998 р. офіційно надано компанії «МасНоusе», одному з найавторитетн­іших постачальників електронних додрукарських систем, дистрибутору корпорації «Аgfа-Gevaert» в Україні.

Пластини «Оzasol» випускаються під торговельними марками Р (по­зитивні) та N (негативні). їхній асортимент дуже великий. Він включає індексовані цифрами та літерами матеріали різного призначення — пробного, мало- і багатосерійного виробництв, різних рівнів відтворення інформації, для аркушевого та рулонного, газетного і комерційного, проб­ного друку, для книжкової продукції, використання в лазерних рекодерах.

Універсальними (придатними для використання в рулонних й арку­шевих машинах) вважаються пластини позитивного копіювання Р55, які також призначені для друкування середніх та великих тиражів і рекомен­дуються для друку методом стохастичного растрування Аgfа CristalRaster. Вони набули визнання в усьому світі, оскільки відтворюють широкий діа­пазон образотворчої інформації та дрібні штрихові елементи, забезпечу­ють стабільність формних і друкарських процесів за оптимальних );мов друкарського контакту (ДК).

Форми, виготовлені з використанням пластин Р53, відповідають жор­стким вимогам щодо якості друку, забезпечують високу тиражостійкість, низьку енергоємність (нетривале експонування — від 40 с). їх застосуван­ня є економічно вигідним й екологічно прийнятним (витрати слаболужного проявника — 100... 120 г на їм² площі пластини). Високий рівень показників забезпечується технологічними особливостями підготовки поверхні основи пластин й оптимальним складом світлочутливої копмозиції.

На пластинах «Оzasol» будь-якого типу зображення формується гідро­фобним копіювальним шаром. Він активно відштовхує воду і прекрасно сприймає друкарську фарбу. Гідрофільні ділянки пробільних елементів формуються на спеціальному шарі, створеному на алюмінієвій основі пластини. Копіювальний шар є композицією на основі водонерозчинних плівкоутворювальних смол з діазосполуками або фотополімеризаційною композицією. Містить також мікропігментні частинки, що полегшують візуальний контроль і, виступаючи над поверхнею (дисперсійність абра­зивного пігменту — близько 4 мкм), забезпечують виняткові умови для швидкого досягнення вакууму в копіювальній рамі та створення відмінно­го контакту між формою і світлочутливим шаром під час експонування. Щільне рівномірне притиснення в момент нарощення вакууму забезпе­чується завдяки виходу повітря своєрідними «коридорами» між пігмен­тними частинками.

Використовуючи пластини «Ога$о1», застосовують різні способи екс­понування: традиційними УФ променями в копіювальних рамах через негатив або позитив (виготовлені класичними методами або за техноло­гією «соmputer-tо-film»), лазером (за технологією «computer-to-р1аtе» чи «соmputer-tо-рrеss»).

Монометалеві офсетні формні пластини (Р) із світлочутливою компо­зицією на основі ортонафтохінондіазидів є позитивнопрацюючими, тобто розрахованими на копіювання монтажів позитивів (рис. 1.4.). Під час експонування (Т2) (пік спектральної чутливості розташовується в зоні 370 нм) променевий потік ініціює фотохімічну реакцію на опромінених ділянках копіювального шару. Діазосполука розкладається. Поверхня проекспонованих ділянок копіювального шару набуває гідрофільності, що посилюється під час проявлення (Т4) у водних розчинах фосфатів або силікатів.

Рештки зруйнованого копіювального шару видаляються з пробілів під час промивання (Т5). Помічені на поверхні пробільних ділянок пля­ми, сліди від липкої стрічки, зайві позначки видаляють розчином для коректури копій (Т7). Якщо необхідно забезпечити тира-жостійкість друкарських форм для тиражу, більшого за 100 тис. відбитків, то рекомендується вико­нати термообробку (Т9—Т11). Нетривале нагрівання (до 6 хв.) за температури 250 °С у кілька разів підвищує міцність та зно­состійкість основи друкуючих еле­ментів. Заключні операції з виго­товлення офсетних друкарських форм на основі пластин «Оzasol» — нанесенім тонкого захисного шару (гумування) і сушіння (ТІ2, Т13). Технічні характеристики стандартних універсальних плас­тин позитивного копіювання Р53 наведено в табл. 1.2.

Світлочутливий шар пластин негативного копіювання є компо­зиція на основі діазосполук або фотополімерів. Відповідно, крім світлочутливої діазосполуки, до композиції входять зв'язувальний (смола) і контрастний (барвник) агенти. Фотополімерний копію­вальний шар містить ініціюючу систему, чутливу до УФ світла, що складається з фотоініціатора, чут­ливого агента та мономерів, які здатні утворювати полімери під впливом полімеризації.

Рис. 1.4. Технологічна схема виготовлення

монометалевих офсетних друкарських форм

Таблиця 1.2. Технічні характеристики монометалевих офсетних форм на основі